Observatorio de Radio Medicina

El Observatorio Radioastronomico Medicina es un observatorio astronómico situado a 30  km de Bolonia, Italia . Está gestionado por el Instituto de Radioastronomía del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) del gobierno italiano.

El sitio incluye:

• Antena parabólica de 32 metros de diámetro para observación entre 1,4 y 23 GHz . La antena de 32 m se utiliza como instrumento de plato único para observaciones astrofísicas (como espectroscopia máser de agua y metanol ), experimentos SETI y monitorización por radar de objetos cercanos a la Tierra . En modo interferométrico funciona como estación VLBI , formando parte de la Red Europea VLBI (EVN). ^{[ 1 ]} 
• Radiotelescopio de tránsito cilíndrico-parabólico  multielemento Cruz del Norte de 564 por 640 m (30000 metros cuadrados) para observación a 408 MHz . ^{[ 2 ]} 

El radiotelescopio Cruz del Norte (también conocido como Cruz del Norte de Medicina (MNC)) ^{[ 3 ]} (y Croce del Nord en italiano) es uno de los radiotelescopios de tránsito más grandes del mundo. Las observaciones se centran en torno a los 408  MHz ( banda UHF ), correspondientes a  una longitud de onda de 73,5 cm. Los receptores más antiguos del telescopio funcionan con una  banda de frecuencia de 2,5 MHz de ancho, mientras que las partes actualizadas tienen un ancho de banda  de 16 MHz . ^{[ 4 ]} El telescopio solo se puede orientar en declinación, lo que significa que solo puede observar objetos que culminan en el meridiano celeste local . ^{[ 2 ]} El telescopio tiene forma de T y consta de:

• Brazo E/O (este-oeste) – Reflector único de 560 m x 35  m (1536 dipolos )
• Brazo norte-sur (N/S): Conjunto de 64 reflectores de 640 m x 23,5  m (4096 dipolos)

El telescopio puede proporcionar 22880 posibles haces independientes teóricos y tiene un campo de visión de 55,47 grados (este-oeste) por 1,8 grados (norte-sur). ^{[ 4 ]} La resolución es de alrededor de 4-5 minutos de arco en la dirección norte-sur y 4 minutos de arco en la dirección este-oeste. Si bien es menor que la resolución de los grandes telescopios ópticos , la cantidad de radiación que se puede captar con la Cruz del Norte es mucho mayor, proporcional a la superficie del espejo de aproximadamente 27400 metros cuadrados. La Cruz del Norte representa la antena de banda UHF más grande del hemisferio norte , con una eficiencia de apertura del 60%, lo que la convierte en la segunda del mundo, después del radiotelescopio de Arecibo . ^{[ 4 ]} Esto permite a la Cruz del Norte identificar y medir fuentes extremadamente débiles, lo que hace que el telescopio sea particularmente adecuado para la investigación extragaláctica . ^{[ 2 ]}

Se prevé modernizar el telescopio del brazo este-oeste para convertirlo en una Superestación LOFAR , debido al buen rendimiento de una antena cilíndrico-parabólica en el  rango de frecuencia de 100 a 700 MHz. Dado que LOFAR opera en el  rango de 120 a 240 MHz, algunos de los sensores del Radiotelescopio Northern Cross, optimizados para 408  MHz, deberán reemplazarse por antenas de banda ancha. Esta instalación tendrá un área efectiva mucho mayor que cualquier otra estación LOFAR remota. Si se extiende a toda la superficie de 22 000 metros cuadrados del brazo este-oeste, el área efectiva de este único elemento equivale a la de 20 estaciones LOFAR remotas estándar. El sistema resultante proporcionará una mejora significativa en la sensibilidad de observación. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Actualmente, la Cruz se utiliza como proyecto piloto para el Square Kilometre Array . ^{[ 7 ]} El trabajo se centra en el estudio de la amplificación y el filtrado de señales entre la salida del LNA (amplificador de bajo ruido) y la entrada del convertidor analógico-digital para el SKA. El Observatorio de Radio Medicina estudia todos los problemas relacionados con la "implementación de la matriz de antenas" mediante una instalación prototipo llamada MAD (Medicina Array Demonstrator). ^{[ 8 ]}

El personal del observatorio también construyó nuevos demostradores de receptores para el SKA llamados BEST (Basic Element for SKA Training), parte del programa SKADS (SKA Design Studies) financiado por la UE . ^{[ 9 ]} El proyecto comenzó en 2005 y finalizó en 2009. Consistió en la instalación de los nuevos receptores en algunos reflectores de la sección norte-sur (y posteriormente sección este-oeste) del telescopio Northern Cross, junto con nuevos finks digitales analógicos de fibra óptica y coaxiales desde las cajas receptoras frontales hasta las traseras. ^{[ 10 ] [ 11 ]} El proyecto BEST se dividió en tres partes: ^{[ 9 ]}

• BEST-1: Se instalaron 4 nuevos receptores en un único reflector del brazo norte-sur. ^{[ 12 ]}
• BEST-2: se instalaron 32 receptores en 8 reflectores del brazo norte-sur. ^{[ 13 ]}
• BEST-3lo se centró en frecuencias más bajas, entre 120 y 240  MHz. Se instalaron antenas logarítmicas periódicas optimizadas para 120–240  MHz, junto con 18 receptores, en una parte del brazo este-oeste. ^{[ 14 ]}

Se está trabajando en el uso de la antena parabólica de 32 metros como receptor para el seguimiento por radar de satélites artificiales y basura espacial en órbita terrestre . El sistema funciona como un radar biestático , donde un emisor ubicado en una posición diferente envía una señal que rebota en los objetos en órbita y el eco es captado por un receptor. La antena de 32 metros actúa como receptor, mientras que la antena Yevpatoria de 70 metros , ubicada en Crimea , suele funcionar como transmisor. Los sistemas pueden rastrear activamente la basura espacial para determinar su órbita con mayor precisión o utilizar una técnica denominada " estacionamiento de haz" , donde las antenas transmisora ​​y receptora se mantienen fijas en una posición determinada y la basura espacial entra y sale del área observada. Las mediciones obtenidas mediante este sistema pueden utilizarse para determinar la sección transversal de radar del objeto , el tiempo de máxima incidencia, la relación de polarización , el desplazamiento Doppler biestático y la rotación del objetivo. En una de las pruebas realizadas, el sistema Yevpatoria-Medicina fue capaz de detectar un objeto con una sección transversal de radar estimada de 0,0002 metros cuadrados, creado por la colisión de los satélites Iridium 33 y Kosmos-2251 . El sistema también puede funcionar como un radar multiestático utilizando los receptores de 32 metros en Medicina, el Observatorio de Radio de Noto en Italia y el Centro de Radioastronomía Ventspils Starptautiskais en Letonia . ^{[ 15 ]}

El radiotelescopio Northern Cross también ha participado en estudios de seguimiento de desechos espaciales, utilizándose como receptor multihaz para un sistema de radar biestático. La primera configuración probada es un sistema de radar cuasi-monoestático con una  antena parabólica de 3 m como transmisor, ubicado en Bagnara , a 20  km del receptor. La segunda configuración fue una simulación de un sistema de radar biestático real con  una antena parabólica de 7 m como transmisor, ubicado en el sitio del Radiotelescopio de Cerdeña (SRT). El sistema tiene un campo de visión máximo de aproximadamente 100 grados cuadrados y un área de captación de aproximadamente 27 400 metros cuadrados, y es capaz de proporcionar hasta 22 880 haces, cada uno de 4 x 4 minutos de arco de ancho. El seguimiento de la secuencia de haces iluminados permite al sistema rastrear con mayor detalle, en comparación con los sistemas de haz único, la trayectoria terrestre de un objeto en tránsito. ^{[ 4 ]} El radiotelescopio Northern Cross en una configuración de radar biestático también forma parte del segmento de Vigilancia y Seguimiento Espacial (SST) del Programa de Conciencia Situacional Espacial (SSA) de la ESA . ^{[ 16 ]}

• Instituto de Radioastronomía de Bolonia
• Lista de radiotelescopios
• Observatorio de Radio de Noto
• Radiotelescopio de Cerdeña

• Contenido multimedia relacionado con el Observatorio de Radio Medicina en Wikimedia Commons
• Sitio web de la estación radioastronómica Medicina
• Sitio web antiguo
• Sitio web de Northern Cross